Nutzung und Belastungen

Die Wasserkraftanlage in Bad Sulza mit dem Wehr Bäume und Sträucherzum Vergrößern anklicken
Wasserkraftanlage Bad Sulza
Quelle: Stephan Naumann / UBA

Äußere Einwirkungen belasten und gefährden den Gewässerzustand der Flüsse. Schifffahrten und Gewässerausbau führen zu veränderten Bedingungen.

Belastungen und Gefährdungen

Die Belastungen resultieren aus menschlichen Aktivitäten im Einzugsgebiet eines Gewässers und durch Eingriffe oder Einleitungen in das Gewässer selbst. Solche Stoffeinträge aus punktuellen oder diffusen Quellen stehen dabei traditionell im Fokus der Aufmerksamkeit. Aber auch Eingriffe, die die Struktur des Flusses beeinträchtigen, haben in hoch entwickelten Ländern einen bedeutenden Einfluss auf den Gewässerzustand. Sie verändern nicht nur das Landschaftsbild, sondern entziehen Gewässerorganismen oft ihre Lebensräume und damit die Lebensgrundlage.

Nährstoffe

Die Stickstoffeinträge in die Oberflächengewässer in Deutschland lagen 2005 bei 565 kt/a und verminderten sich gegenüber dem Vergleichsjahr 1985 um 465 kt/a (45 Prozent). Damit wurde das international vereinbarte Ziel, die Stickstoffeinträge in die Meere zwischen 1985 und 2000 zu halbieren, auch bis 2005 nicht erreicht. Die Stickstoffeinträge aus Punktquellen (kommunale Kläranlagen und industrielle Direkteinleiter) verminderten sich zwischen 1985 und 2005 um 76 Prozent, was den Anteil der Punktquellen am Gesamteintrag 2005 auf 18 Prozent reduzierte. Diese Reduzierung ist wesentlich auf die Verbesserung der Reinigungsleistung der Kläranlagen zurückzuführen. Demgegenüber gingen die Stickstoffeinträge aus diffusen Quellen nur um 24 Prozent zurück.

Mit einem Anteil von 48 Prozent stellen die Einträge über das Grundwasser im Jahr 2005 für Deutschland insgesamt den dominanten Eintragspfad dar. Einträge in die Oberflächengewässer über Erosion und atmosphärische Deposition tragen zu den gesamten Einträgen mit jeweils circa 2 Prozent nur in geringem Maße bei.

Die Phosphoreinträge in die Oberflächengewässer Gesamtdeutschlands betrugen im Jahr 2005 ca. 23 kt/a (siehe Abb. „Gesamtstickstoff- und Gesamtphosphoreinträge aus Punkt- und diffusen Quellen in die Oberflächengewässer in Deutschland“). Gegenüber dem Vergleichsjahr 1985 wurden die Phosphoreinträge um ca. 58 kt/a (71 Prozent) reduziert. Damit ist das Ziel, die Phosphoreinträge in die Meere zu halbieren, in allen Flussgebieten erfüllt.

Die Reduzierung der Phosphoreinträge ist ebenfalls zum überwiegenden Teil auf die Verringerung der Einträge aus Punktquellen (86 Prozent) zurückzuführen. Trotz der enormen Verringerung der Einträge aus Punktquellen stellen diese 2005 mit 35 Prozent der Gesamteinträge jedoch immer noch den dominanten Eintragspfad dar. Die diffusen Phosphoreinträge konnten insgesamt nur um 29 Prozent reduziert werden. Den größten Anteil daran hat insbesondere die Verminderung der Einträge aus urbanen Flächen um 71 Prozent, wozu Mischkanalisationsüberläufe, Regenabflüsse der Trennkanalisation und Abwässer von nicht an eine kommunale Kläranlage oder Kanalisation angeschlossenen Haushalten gezählt werden.

Bei den diffusen Quellen dominieren für Phosphor die Einträge über die Erosion mit 22 Prozent der Gesamteinträge, gefolgt von den Einträgen über das Grundwasser mit 20 Prozent.

Eine Maßzahl für die Umweltbelastung mit Nährstoffen aus der Landwirtschaft sind die Stickstoffüberschüsse.

Stickstoffüberschüsse

Eine Maßzahl für die potenziellen Einträge von Stickstoffverbindungen in Grundwasser, Oberflächengewässer und die Luft ist der aus einer Stickstoffgesamtbilanz ermittelte Stickstoffüberschuss. Er berechnet sich aus der Differenz zwischen Stickstoffflüssen in die Landwirtschaft und Stickstoffflüssen, die aus ihr herausgehen. Hier werden Mittelwerte für Deutschland angegeben. Um nicht beeinflussbare, witterungsabhängige jährliche Schwankungen auszugleichen, wird ein gleitendes 3-Jahresmittel für das jeweils mittlere Jahr zugrunde gelegt.

Seit 1991 ist der Stickstoffüberschuss im 3-Jahresmittel von 130 kg/ha und Jahr auf 104 kg/ha und Jahr gesunken (siehe Abb. „Stickstoffüberschüsse der Gesamtbilanz Deutschland“). Das entspricht einem Rückgang seit 1991 um 20 Prozent. Insgesamt wurde im Zeitraum 1991 bis 2005 wenig mehr als die Hälfte der bis 2010 erwünschten Reduktion erreicht. Für 2005 und 2006 ist sogar wieder eine Zunahme zu verzeichnen. Die Abnahme zu Beginn der 90-er Jahre ist auf die Reduktion der Tierbestände in den neuen Bundesländern zurückzuführen. In den letzten fünf Jahren lag der durchschnittliche jährliche Rückgang des Saldos unter zwei Prozent. Er müsste zwischen 2006 und 2010 durchschnittlich 5 Prozent pro Jahr betragen, um das Ziel zu erreichen. Dazu sind weitere Anstrengungen zur Verbesserung der Stickstoffausnutzung erforderlich.

Die diffusen Nährstoffquellen haben jeweils dort ihr Maximum, wo zu hohe Tierbestände auf austragungsgefährdeten Standorten gehalten werden.

Bewertung von Nährstoffdaten

Die Bewertung von Nährstoffdaten erfolgt anhand einer von der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) erarbeiteten chemischen Gewässergüteklassifikation: An den Messstellen des LAWA-Messstellennetzes (Fließgewässer) wird die Güteklasse II und besser erreicht. 2011 wurde an 33 Prozent der 255 Messstellen für Gesamtphosphor, an 15 Prozent der 257 Messstellen für Nitrat-Stickstoff sowie an 82 Prozent der 257 Messstellen für Ammonium-Stickstoff gemessen. Die größten Eintragsanteile stammen beim Phosphor aus erodiertem Bodenmaterial von landwirtschaftlich genutzten Flächen und beim Stickstoff aus dem Eintrag landwirtschaftlicher Stickstoffverluste über das Grundwasser. In diesen Bereichen liegen auch die größten Reduzierungspotenziale.

Langjährige Reihen (1955-2011) für Orthophosphat-Phosphor, Ammonium-Stickstoff und Nitrat-Stickstoff liegen für die Messstation Bimmen/Lobith (deutsch/niederländische Grenze) am Rhein vor. Die vorliegenden Jahresmittelwerte zeigen, dass im Zeitraum 1955 bis 1975 die mittleren Konzentrationen des Orthophosphat von etwa 0,05 auf 0,4 mg P/l und des Ammoniums von 1 auf etwa 2,5 mg N/l zunächst stark anstiegen. Bei Nitrat war im Zeitraum 1955 bis 1985 ein Anstieg von etwa 2 auf 4 mg N/l zu verzeichnen. Seit Mitte der 1970er Jahren sind die mittleren Konzentrationen des Ammoniums rückläufig und liegen derzeit bei 0,05 mg N/l, die mittleren Konzentrationen des Orthophosphat sind seit Mitte der 1980er Jahren rückläufig und liegen derzeit bei 0,06 mg P/l, die Konzentrationen des Nitrat liegen seit 2000 im Mittel bei 2,6 mg N/l.

Messreihen von Donau, Rhein, Weser, Elbe und Oder belegen eine Verringerung der Phosphor und der Ammoniumkonzentrationen, die in Elbe und Oder allerdings erst seit 1991 eingesetzt hat. In den letzen Jahren scheint sich auch eine Verringerung der Nitratkonzentrationen abzuzeichnen. Der Vergleich der Mittelwerte der 90-Perzentile (LAWA-Messstellennetz) der Zeiträume 2001-2010 und 1991-2000 belegt eine leichte Abnahme bei Nitrat, eine stärkere Abnahme bei Gesamtphosphor und eine sehr starke Abnahme bei Ammonium.

Weitere Auswertungen zur Entwicklung der Nitratkonzentrationen zeigen die Berichte zur EG-Nitratrichtlinie.

  • Die Phosphatbelastung deutscher Bäche und Flüsse sank langsam. Im Jahr 2006 wiesen 28,7 Prozent der Wasserkörper einen Phosphatgehalt der Güteklasse II oder besser auf, im Jahr 2012 waren es 31,1 Prozent.
    Güteklassifikation für Gesamtphosphor
    Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF
  • Die Nitratbelastung deutscher Bäche und Flüsse sank langsam. In den 1990er Jahren wurden die meisten Fließgewässer der Güteklasse III zugeordnet, seit dem Jahr 2000 in die Güteklasse II bis III.
    Güteklassifikation für Nitrat - Stickstoff
    Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF
  • Die Belastung deutscher Bäche und Flüsse mit Ammonium ging deutlich zurück. Im Jahr 1982 konnten die Länderbehörden erst 11 Prozent der Fließgewässer der Güteklasse II und besser zuordnen, im Jahr 2012 waren es fast 78 Prozent.
    Güteklassifikation für Ammonium - Stickstoff
    Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF
  • Die Grafik zeigt die durschnittliche Phosphor-Konzentration des Rheins in den Jahren 1955 - 2011. Die höchste Konzentration gab es zwischen 1975 und 1977 wo sie bei 0,45 Milligramm pro Liter lag.
    Jahresdurchschnittskonzentrationen von Orthophosphat - Phosphor an der Messstation Bimmen/Lobith
    Quelle: Umweltbundesamt PDF- Datei (Download)
  • Hier werden die Ammonium-Stickstoff-Konzentrationen
    Jahresdurchschnittskonzentrationen von Ammonium - Stickstoff an der Messstation Bimmen/Lobith
    Quelle: Umweltbundesamt PDF-Datei (Download)
  • Die Grafik zeigt die Nitrat-Konzentration im Rhein von 1955 bis 2011. Zwischen 1985 und 1989 war sie am höchsten
    Jahresdurchschnittskonzentrationen von Nitrat - Stickstoff an der Messstation Bimmen/Lobith
    Quelle: Umweltbundesamt PDF-Datei (Download)
  • Die Grafik fasst zusammen wie sich die einzelnen Nährstoffe im Lauf der Zeit entwickelt haben
    Veränderung der Konzentrationen von Phosphor, Ammonium und Nitrat
    Quelle: Umweltbundesamt PDF-Datei (Download)
  • Die Grafik vergleicht die Phosphor-Konzentrationen der Flüsse Donau, Rhein, Oder, Elbe und Weser miteinander. Und wie diese sich im Verlauf der Zeit entwickelt haben.
    Gesamt - Phosphor in mg/l - Jahresreihen (50 - Perzentile)
    Quelle: Umweltbundesamt PDF-Datei (Download)
  • Die Grafik vergleicht die Ammonium-Stickstoff-Konzentrationen der Flüsse Donau, Rhein, Oder, Elbe und Weser miteinander. Und wie diese sich im Verlauf der Zeit entwickelt haben.
    Ammonium - Stickstoff in mg/l - Jahresreihen (50 - Perzentile)
    Quelle: Umweltbundesamt PDF-Datei (Download)
  • Die Grafik vergleicht die Nitrat-Konzentrationen der Flüsse Donau, Rhein, Oder, Elbe und Weser miteinander. Und wie diese sich im Verlauf der Zeit entwickelt haben
    Nitrat - Stickstoff in mg/l - Jahresreihen (50 - Perzentile)
    Quelle: Umweltbundesamt PDF-Datei (Download)
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Schwermetalle

Die Einträge von Schwermetallen in die Oberflächengewässer Deutschlands gingen zwischen 1983 und 2005 stark zurück.

Die Vorgaben der Internationalen Meeresschutzabkommen, die Einträge gegenüber 1985 um 50 Prozent für Chrom, Kupfer, Nickel und Zink, beziehungsweise 70 Prozent für Cadmium, Quecksilber und Blei zu reduzieren, wurden 2005 mit einer Ausnahme erreicht oder übererfüllt. Die Ausnahme ist Nickel, bei dem der nicht beeinflussbare geogene Anteil recht hoch ist. Die Reduktionen der einzelnen Schwermetalle liegen im Bereich zwischen 47 Prozent bei Nickel und 91 Prozent bei Quecksilber und sind vor allem auf die drastische Reduzierung der industriellen Direkteinträge (Punktquellen) in einer Spannweite von 89 Prozent für Blei bis zu 99 Prozent für Quecksilber zurückzuführen. Einen entscheidenden Beitrag zu dieser Umweltentlastung haben Maßnahmen im Bereich der Industrie auf Grund verschärfter gesetzlicher Anforderungen geleistet, sowie der seit 1990 eingetretene Rückgang industrieller Aktivitäten in den neuen Bundesländern.

Im Jahr 2005 spielten industrielle Direkteinleitungen mit Anteilen zwischen 3 Prozent (Nickel) und 8 Prozent (Chrom) nur noch eine untergeordnete Rolle. Die Bedeutung der Einleitungen aus kommunalen Kläranlagen (Punktquelle) war zwar nach wie vor hoch, jedoch werden im Jahre 2005 die Gewässerbelastungen durch Einträge aus diffusen Quellen dominiert. Dieser Anteil schwankt je nach Schwermetall zwischen 56 Prozent (Cadmium) und 84 Prozent (Blei). Die wichtigsten diffusen Eintragspfade waren die Erosion, der Grundwasserzufluss und urbane Flächen (vor allem Kanalisationen und nicht an die Kanalisation angeschlossene Einwohner). Durch Erosion werden vor allem die Metalle Chrom (62 Prozent) und Blei (48 Prozent) in die Gewässer eingetragen. Bei Nickel überwiegt mit 45 Prozent der geogene Eintrag über den Grundwasserpfad. Mit Ausnahme von Nickel und Chrom stammt ein hoher Anteil des Eintrages in die Oberflächengewässer auch aus urbanen Flächen. Hierzu werden Einträge aus Misch- und Trennsystemen gezählt. Besonders hohe Anteile der urbanen Flächen werden für Zink (39 Prozent), Kupfer (31 Prozent) und Blei (22 Prozent) errechnet. Da in den Mischsystemen ein nicht unbedeutender Anteil des Niederschlagsabflusses zur Kläranlage weitergeleitet wird, sind sie bezogen auf Schwermetalle dem Trennsystem vorzuziehen.

Umweltqualitätsnorme für Schwermetalle

Im Rahmen der Arbeiten zur EG-Wasserrahmenrichtlinie wurden EU-weit Umweltqualitätsnormen für die Einstufung des chemischen Zustandes für Blei (gelöst: 7,2 µg/l), Cadmium (gelöst: 0,08 µg/l (Härteklasse 1)), Nickel (gelöst: 20 µg/l) und Quecksilber (gelöst: 0,05 µg/l) abgeleitet. Nationale Umweltqualitätsnormen für die Einstufung des ökologischen Zustandes wurden für das Metalloid Arsen (40 mg/kg), für Chrom (640 mg/kg), für Kupfer (160 mg/kg) und für Zink (800 mg/kg) für die Schwebstoffphase und Selen (3 µg/l), Silber (0,02 µg/l) und Thallium (0,2 µg/l) für die gelöste Phase festgelegt.

Auswertungen an den LAWA-Messstellen für den Zeitraum 2009-2011 zeigen Überschreitungen bei Arsen, Chrom, Cadmium, Kupfer, Selen, Silber und Zink (siehe auch Grafik Überschreitung der Umweltqualitätsnorm für Metalle und Berichte zur EG-Richtlinie 2006/11/EG (ehemals 76/464/EWG)). Bei Überschreitung dieser Umweltqualitätsnormen wird der gute Zustand der Oberflächengewässer verfehlt und es müssen Maßnahmen zur Begrenzung der Stoffeinträge ergriffen werden.

Einen Überblick über die Entwicklung der Schwebstoffkonzentrationen für Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Nickel, Quecksilber und Zink der großen Flüsse Donau, Rhein, Weser, Oder und Elbe für den Zeitraum 1990 bis 2011 geben die Grafiken. Bei den Schwermetallen haben diffuse Quellen einen hohen Anteil am Gesamteintrag.

  • Die Tabelle zeigt, welche Metalle die zulässige Konzentration für die Umweltuqalitätsnorm in Gewässern überschritten haben. Das Waren unter anderem Zink, Arsen und Cadmium
    Vergleich der Jahresmittelwerte 2009 - 2011 mit der Umweltqualitätsnorm
    Quelle: Umweltbundesamt PDF-Datei (Download)
  • Die Grafik zeigt die Blei-Konzentrationen in den großen Flüssen: Donau, Rhein, Oder, Weser und Elbe in den Jahren: 1990 - 2010
    Blei im Schwebstoff
    Quelle: Umweltbundesamt
  • Die Grafik zeigt die Konzentration von Cadmium in den großen Flüssen: Donau, Rhein, Weser, Oder und Elbe in den Jahren 1990-2010
    Cadmium im Schwebstoff
    Quelle: Umweltbundesamt
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Pestizide

Für viele Pestizide wurden im Rahmen der Arbeiten zur EG-Wasserrahmenrichtlinie EU-weit Umweltqualitätsnormen für die Einstufung des chemischen Zustandes abgeleitet oder nationale Umweltqualitätsnormen für die Einstufung des ökologischen Zustandes festgelegt. Bei Überschreitung dieser Umweltqualitätsnormen wird der angestrebte gute Zustand der Oberflächengewässer nicht erreicht und es müssen Maßnahmen zur Begrenzung der Stoffeinträge ergriffen werden.

Der Vergleich der Umweltqualitätsnormen mit dem Jahresmittelwerten 2009-2011 an den LAWA-Messstellen zeigt vereinzelte Überschreitungen bei 2,4-D, 4,4-DDT, Summe DDT, Bentazon, Dichlorprop, Diflufenican, Dimethoat, Diuron, Isoproturon, MCPA, Mecoprop, Monolinuron und Parathion-Ethyl (Vergleich der Jahresmittelwerte 2009-2011 mit der Umweltqualitätsnorm; LAWA-Messstellen). Häufiger treten Überschreitungen bei dem Biozid TBT auf. Die Umweltqualitätsnorm für die zulässige Höchstkonzentration wurde 2009-2011 bei Isoproturon und den HCHs vereinzelt und bei TBT häufiger überschritten. Einige UQN (zum Beispiel für Dichlorvos) können an vielen Messstellen nicht auf Einhaltung überprüft werden, da die Bestimmungsgrenze oberhalb der UQN liegt.

Die Grafik zeigt welche Pestizide die zulässige Konzentration der Umweltqualitätsnorm im Gewässer überschritten haben. Das ist vor allem: Tributylzinn-Kation
Vergleich der Jahresmittelwerte 2009 - 2011 mit der Umweltqualitätsnorm
Quelle: Umweltbundesamt PDF-Datei (Download)

Organische Umweltchemikalien

Für viele Umweltchemikalien wurden im Rahmen der Arbeiten zur EG-Wasserrahmenrichtlinie EU-weit Umweltqualitätsnormen für die Einstufung des chemischen Zustandes abgeleitet oder nationale Umweltqualitätsnormen für die Einstufung des ökologischen Zustandes festgelegt. Bei Überschreitung dieser Umweltqualitätsnormen wird der angestrebte gute Zustand der Oberflächengewässer nicht erreicht und es müssen Maßnahmen zur Begrenzung der Stoffeinträge ergriffen werden. Der Vergleich der Umweltqualitätsnorm mit den Jahresmittelwerten 2009-2011 an den LAWA-Messstellen ergibt vereinzelte Überschreitungen bei der der Summe Benzo[b]fluoranthen und Benzo[k]fluoranthen, 4-Nonylphenol, Dibutylzinn-Kation, HCB (Biota), para-tert-Octylphenol, PCBs  und Tetrabutylzinn. Häufiger treten Überschreitungen bei der Summe Benzo[g,h,i]perylen und Indeno[1,2,4-cd]pyren auf. Die Umweltqualitätsnorm für die zulässige Höchstkonzentration wurde 2009 - 2011 bei 4-Nonylphenol, Benzo[a]pyren, Fluoranthen und HCB vereinzelt überschritten. Einige UQN (zum Beispiel für die Summe der BDEs) können an vielen Messstellen nicht auf Einhaltung überprüft werden, da die Bestimmungsgrenze oberhalb der UQN liegt.

Mit fortschreitender Reduktion der produktionsbedingten Stoffeinträge hat sich das Schwergewicht der Einträge bei einzelnen Stoffen auf anwendungsbedingte Quellen verlagert, die es weiterhin zu reduzieren gilt.

Gewässerausbau - Belastung der Hydromorphologie

Belastungen der Hydromorphologie resultieren aus menschlichen Aktivitäten im Einzugsgebiet eines Gewässers und vor allem aus Maßnahmen und Eingriffen am Gewässer selbst. Der Grad der Belastung drückt sich in dem hydromorphologischen Zustand des betroffenen Gewässers aus und hat Einfluss auf das Vorkommen und die Zusammensetzung der standorttypischen Lebensgemeinschaften und Arten und somit auf den ökologischen Zustand nach EG-Wasserrahmenrichtlinie. Diese nicht stofflichen Belastungen haben in hoch entwickelten Ländern einen bedeutenden Einfluss auf den Gewässerzustand. Sie verändern nicht nur das Landschaftsbild, sondern entziehen Gewässerorganismen oft ihre Lebensräume und damit die Lebensgrundlage.

  • Ein Bagger gräbt neben einer Wasserfläche
    Gewässerausbau
    Quelle: Naumann / UBA
  • Anblick einer Wehr zum Stauen von Wasser
    Wehr
    Quelle: Naumann / UBA
  • Neblige Ansicht auf einen Flusslauf mit Buhnen
    Buhne
    Quelle: Naumann / UBA
  • Orangfarbener Deich mit einer weiten Landschaftsaussicht dahinter
    Deich
    Quelle: Naumann / UBA
  • Die Tabelle zeigt welche Auswirkungen Schifffahrt, Wasserkraftnutzung, Wasserversorgung oder Forstwirtschaft auf die Gewässer haben.
    Eingriffsart (Belastungen)
    Quelle: Umweltbundesamt Excel-Datei (Download)
  • Die Tablle zeigt welche Wirkung die Schifffahrt, Wasserkraftnutzung, Forstwirtschaft und Urbanisierung auf die Gewässer haben.
    Auswirkungen auf Hydromorphologie und Biologie
    Quelle: Umweltbundesamt Excel-Datei (Download)
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Querbauwerke

Als exemplarisch für die Belastung der Hydromorphologie gilt der Eingriff durch Querbauwerke. Die Errichtung von abflussregulierenden Querbauwerken dient der Trinkwassergewinnung, der Bewässerung, der Wasserkraftnutzung zur Erhöhung der nutzbaren Fallhöhe, der Schifffahrt zur Anhebung der Wasserstände in Niedrigwasserzeiten oder der Anlage von künstlichen Stauseen zu Erholungszwecken. Die Belastung der Hydromorphologie und die Folgewirkungen sind jeweils erheblich. Die biologische und morphodynamische Durchgängigkeit des Gewässers wird unterbrochen, der Aufstau verdrängt strömungsangepasste Arten, die eingeschränkte Abfluss- und Grundwasserdynamik führt zu einem Verlust der Auenstandorte und die Selbstreinigungskraft des Gewässers nimmt ab.

Für die Konzeption von Strategien zur Verbesserung der Lebensraumverknüpfung ist es zunächst notwendig, einen Überblick über die bestehenden Wanderhindernisse in einer Flussgebietseinheit zu gewinnen. Zu diesem Zweck wurde innerhalb des Umweltforschungsplans des Bundesministeriums für Umwelt, Natur und Reaktorsicherheit im Auftrag des Umweltbundesamtes ein Forschungsprojekt durchgeführt. Im Vordergrund der Arbeit stand die Erfassung des Bestandes, der Art und der Funktion von Querverbauungen in Deutschland. Die vorgenommene Bestandsaufnahme stützt sich auf die vorliegenden Kartierarbeiten der Bundesländer, die größtenteils über flächendeckende Querbauwerkkataster verfügen. Von allen in Deutschland erfassten Querbauwerke nahm das Forschungsprojekt über 37.000 auf. Schließt man Ergebnisse aus Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz ein, erhöht sich diese Zahl auf etwa 55.000. Der mittlere Abstand zwischen zwei benachbarten Querbauwerken beträgt zwischen 1,8 und 4,7 Kilometer, wobei sich diese Spanne nach vollständiger Kartierung verringern dürfte. Dies legen Berechnungen für vollständig kartierte Gebiete nahe. In Baden-Württemberg und Niedersachsen wird die Durchgängigkeit eines Flusses alle 1,1 beziehungsweise alle 2,9 Kilometer unterbrochen.

Dem Forschungsbericht liegt eine Datenbank der erfassten Querbauwerke bei. Der vollständige Bericht kann nur in der Bibliothek des Umweltbundesamtes ausgeliehen werden unter der Signatur: 01UBA-FB 000946.

  • Querbauwerk in einem Fluss - Wasser fließt senkrecht eine Wand herunter
    Querbauwerk
    Quelle: Naumann / UBA
  • Die Umweltauswirkungen von Querbauwerken auf Fließgewässer werden grafisch erklärt. Es kommt zu Verschiebung der Lebensräume, Anreicherung von Nährstoffen, Sedimentation, Bildung von Treibhausgase, Geschiebedefizit, Unterbrechung des Feststofftransportes
    Querbauwerke in Fließgewässern
    Quelle: Naumann / UBA
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Schifffahrt

Schifffahrtsstraßen in Deutschland

In Deutschland werden die Bundeswasserstraßen nach dem Wasserwegerecht in Binnen- und Seewasserstraßen oder nach dem Schifffahrtsrecht in Binnen- und Seeschifffahrtsstraßen unterschieden. Etwa 90 Prozent der Binnenwasserstraßen dienen der Schifffahrt und bilden ein weitmaschiges, zusammenhängendes Netz von etwa 7.300 Kilometer Länge, das die großen Seehäfen mit Wirtschaftszentren im In- und Ausland und bedeutende Industriezentren untereinander verbindet.

Bedeutung als Verkehrsträger

Der Schwerpunkt der deutschen und auch mitteleuropäischen Binnenschifffahrt liegt im Rheinkorridor. Auf dem Rhein und seinen für die Schifffahrt ausgebauten Nebenflüssen Mosel, Main und Neckar, sowie auf dem westdeutschen Kanalnetz kommen Großmotorgüterschiffe zum Einsatz. Demzufolge werden in diesem Gebiet rund 85 Prozent der Verkehrsleistungsanteile der Binnengüterschifffahrt erbracht. Andere Binnenschifffahrtsstraßen – wie Oder, Ems und Weser – erreichen diesen Ausbaustandard nicht. Die gesamte mit der Binnenschifffahrt transportierte Gütermenge bewegt sich in Deutschland seit Mitte der achtziger Jahre zwischen 220 und 240 Mio. t. Dies entspricht einem durchschnittlichen Anteil an dem Transportaufkommen der verschiedenen Verkehrsträger (Modal Split) von 6,7 Prozent. Gegenwärtig werden ca. 35 Prozent der durch die Binnenschifffahrt transportierten Menge von Schiffen unter deutscher Flagge befördert.

In den letzten Jahren ist die Verkehrsentwicklung im deutschen Güterverkehr durch ein starkes Wachstum der Verkehrsleistungen, die als Produkt von Gütermenge und zurückgelegter Transportentfernung gemessen werden, gekennzeichnet. Den größten Zuwachs konnte der Straßengüterverkehr für sich verbuchen, wodurch die Verteilung des Transportaufkommens auf die verschiedenen Verkehrsträger immer „straßenlastiger“ wurde. Im Ergebnis dieser Entwicklung hat die Binnenschifffahrt seit 1985 trotz einer Steigerung der absoluten Verkehrsleistung, die sich in einer erhöhten Transportentfernung zeigt, rund 6 Prozent ihres Marktanteils im Modal Split verloren. Ihr Anteil an der Gesamtverkehrsleistung in Deutschland beträgt gegenwärtig etwa 13 Prozent, wobei die durchschnittliche Transportentfernung im Jahr 2000 bei 275 Kilometer lag.

Mit dem Binnenschiff werden in erster Linie Massengüter transportiert. Die vier Gütergruppen Steine und Erden, Mineralöle, Erze und feste mineralische Brennstoffe dominieren die Binnengüterschifffahrt mit jeweils über 20 Millionen Tonnen. Ein Vorteil des Verkehrsträgers besteht darin, technisch anspruchsvolle Transporte von übermäßig schweren und sperrigen Gütern zu ermöglichen. Eine Veränderung der Güterstruktur zeichnet sich seit Anfang der 90er-Jahre durch den stark zunehmenden Containerverkehr ab, für den weiterhin eine positive Entwicklung prognostiziert wird. Diese Transportform ermöglicht der Binnenschifffahrt, auch hochwertige Verbrauchsgüter zu befördern. Günstige Wachstumsraten werden auch für chemische Erzeugnisse und Fertigprodukte – wie Maschinen und Fahrzeuge – erwartet. In Abhängigkeit von den betrachteten Relationen weisen demgegenüber die klassischen Gütergruppen – wie Mineralölprodukte, Erze und Düngemittel – einen rückläufigen Trend auf.

Auswirkungen auf die Umwelt

Beeinträchtigungen der natürlichen Lebensräume und Lebensgemeinschaften treten direkt durch den Schiffsverkehr und indirekt durch die Herstellung schiffbarer Wasserwege auf. Im Allgemeinen sind die Beeinträchtigungen durch den Schiffsbetrieb für den Naturhaushalt wesentlich weniger gravierend als die Auswirkungen des Gewässerausbaus. Zu den möglichen Umwelteinwirkungen durch den Schiffsbetrieb zählen die Abgas- und Lärmbelastung, die Toxizität von Betriebsstoffen, die Schädigung von Organismen durch Schraubenantrieb, die Resuspension von Sedimenten, das Einschleppen von Neozoen sowie Einflüsse durch Havarien. Die indirekten Folgen des Gewässerausbaus sind demgegenüber komplexer und führen zu einer erheblichen, oftmals weitreichenden und irreversiblen Beeinträchtigung des Naturraums. Sie sind daher als gravierender einzustufen, als die direkten Beeinträchtigungen durch den Schiffsbetrieb. Im Wesentlichen sind zu nennen:

  • Verlust an natürlichen morphologischen Eigenschaften der Gewässer mit der Folge der Vereinheitlichung der Gewässer- und Auenlebensgemeinschaften;
  • Verlust an Biodiversität, Grundwasserspiegelsenkung mit Schädigung gewässernaher Auengebiete, Entkopplung des Systems Fließgewässer und Aue;
  • Unterbrechung der Gewässerdurchgängigkeit, z.B. durch Wehre mit der Folge von Biodiversitätsverlust (zum Beispiel Wanderfischarten);
  • Zerschneidung terrestrischer Lebensräume durch die Anlage künstlicher Wasserwege mit der Folge, dass terrestrische Lebensgemeinschaften beeinträchtigt und die Ausbreitung gebietsfremder Arten begünstigt werden.

Gegenwärtig haben Eingriffe, wie die Errichtung von Staustufen (durch Koalitionsvereinbarung an Donau und Saale ausgesetzt), Baggerungen, Schaffung künstlicher Kanäle (VDE 17) und die Errichtung und Wiederherstellung von Regulierungsbauwerken (Rhein, Donau, Elbe),  bedeutende Auswirkungen. Mit diesen Maßnahmen geht der Verlust an Struktur- und Biodiversität, Grundwasserspiegelsenkung in angrenzenden Auengebieten und Erhöhung der Sohlenerosion einher. Die Umweltfolgen sind dann gravierend einzuschätzen, sofern

  • schützenswerte Biotope nach Flora-Fauna-Habitat(FFH)-Richtlinie betroffen sind und
  • die Ziele der europäischen Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) im Hinblick auf den "guten ökologischen Zustand" gefährdet werden.

Strukturgüte der Bundeswasserstraßen

Die im Dezember 2002 erstmals herausgegebene Gewässerstrukturkarte gibt einen Überblick über den ökomorphologischen Zustand der Gewässer in Deutschland. Hiernach sind 92,6 Prozent der Bundeswasserstraßen deutlich bis vollständig verändert. Unten stehende Grafik und nachfolgende Tabelle geben einen Überblick über die Strukturgüte aller Bundeswasserstraßen.

Forschungs- und Entwicklungsprojekt „Ökologische Neuorientierung der Bundeswasserstraßenbewirtschaftung“

In dem Forschungs- und Entwicklungsprojekt „Ökologische Neuorientierung der Bundeswasserstraßenbewirtschaftung“ wurde in der Planungsgruppe Ökologie und Umwelt GmbH Hannover im Auftrag des Umweltbundesamtes das Modell der „Ökologisch integrierten Wasserstrasse“ entwickelt. Auf überregionaler Ebene gilt es dazu notwendig Bewirtschaftungs- und Entwicklungskonzepte für Schifffahrtsstraßen zu entwickeln, die ökologische und verkehrliche Aspekte ausgewogen miteinander verbinden. Dieser Weg soll es ermöglichen, großräumig die Gewässerfunktion wieder herzustellen, währenddessen die Schifffahrt möglich bleibt. In diesen Konzepten sind Maßnahmen zu verankern, die für die Schifffahrt verträglich, sowie für Hochwasser neutral sind und im Hinblick auf die Ziele des Gewässerschutzes priorisiert werden. Dazu zählen die Verknüpfung der großen Ströme mit ihren Auen durch die Anbindung von abgetrennten Altarmen, der Biotopverbund, Deichrückverlegungen und die Wiederherstellung der Durchgängigkeit an Wehren. Diese Aufgaben sind nur gemeinsam mit allen beteiligten Akteuren realisierbar.

  • Ein großes Containerschiff fährt bei Sonnenschein auf dem Rhein
    Binnenschifffahrt auf dem Rhein
    Quelle: Naumann / UBA
  • Die Tabelle ordnet die Wasser-Bundesstraße nach 7 verschiedenen Qualitätsklassen
    Strukturgüte der Bundeswasserstraßen
    Quelle: Umweltbundesamt Excel-Datei (Download)
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Unterhaltung kleiner Fließgewässer

Unterstützung für die Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie aus UFOPLAN und Verbändeförderung

Die natürlichen Typen kleiner Fließgewässer sind in Deutschland sehr vielfältig. Ausbau, Unterhaltung und Nutzung haben sie vereinheitlicht. Bäche und Gräben wurden verschmälert, begradigt, verkürzt, die Sohle eingeengt und vertieft. Die landwirtschaftliche Nutzung reicht oft bis zur Böschungsoberkante. Die Gewässerunterhaltung umfasst nach Paragraf 39 des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) die Pflege und Entwicklung der Gewässer inklusive der Ufer. Sie hat gleichrangig die Verbesserung der ökologischen Verhältnisse, orientiert am natürlichen Typ, wie auch die Ansprüche der Nutzer (zum Beispiel nach Abfluss) zum Ziel. Beeinträchtigungen des Wasserhaushaltes von Landökosystemen und Feuchtgebieten sollen möglichst vermieden werden.

Idealerweise, wenn Flächen entlang der Fließgewässer verfügbar sind, sollten sich diese eigendynamisch entwickeln dürfen. Naturnahe Elemente, wie Kiesbänke, können dann belassen werden. Seitliche Verlagerung kann zum Beispiel durch Totholz oder die Entnahme von Uferverbau ausgelöst werden. Wenn die Bäche zur Entwässerung deutlich unter der Geländeoberkante verbleiben müssen, kann eine Sekundäraue ermöglicht werden.

Auch wenn kein Platz vorhanden ist und Bachbetten an ihren Orten verbleiben müssen, kann die Gewässerunterhaltung so schonend erfolgen, dass sie die Vielfalt von Gewässerstrukturen, -habitaten und -organismen fördert. Harter Ufer- und Sohlverbau kann oft entfernt werden. Mahd, Krautung, Profil- und Gehölzpflege können schonender und seltener erfolgen. Beschattung durch Baumreihen behindert Krautwuchs und selbst innerhalb der heutigen Bachprofile können naturnahe Strukturelemente belassen werden, ohne dass sie Abfluss behindern. Schließlich muss nicht jeder Hochwasserschaden repariert werden, weil damit strukturelle Vielfalt beginnt.

Das Merkblatt 610 der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) „Neue Wege der Gewässerunterhaltung – Pflege und Entwicklung von Fließgewässern“ (2010. 422 S.) und die Broschüre des Umweltbundesamtes: Kleine Fließgewässer pflegen und entwickeln - Neue Wege der Gewässerunterhaltung (2009) erläutern in unterschiedlicher Bearbeitungstiefe, wie allein durch eine geänderte und angepasste Gewässerunterhaltung deutlich mehr Naturnähe erreicht werden kann, ohne die Nutzungsansprüche zu beeinträchtigen. Wesentliches Ziel der Veröffentlichungen ist, die Spielräume einer innovativen Gewässerunterhaltung und ihre Grenzen aufzuzeigen und nachvollziehbar für die Praxis zu erläutern.

Der Deutsche Verband für Landschaftspflege (DVL) hat das Merkblatt in einigen Regionalverbänden getestet, die im Auftrag von Gemeinden oder Wasserverbänden Unterhaltungs- oder Entwicklungsarbeiten planen und durchführen. Die Ergebnisse sind in der DVL-Broschüre „Kleine Fließgewässer kooperativ entwickeln - Erfolgsmodelle für die Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie” (2010) niedergelegt. Die Broschüre enthält auch viele praktische Beispiele, wie Unterhaltungs- und Ausbauvorhaben geplant und vor allem finanziert werden können. Die Schwierigkeiten Finanzierungen zu organisieren und den für Förderungen notwendigen Eigenbeitrag der Unterhaltungspflichtigen (meist Gemeinden) zu erbringen, sind zur Zeit ein Hauptproblem bei der Umsetzung der WRRL an kleinen Gewässern.

Ein kleiner Fluss umgegeben von kahlen Sträuchern
Obere Efze
Quelle: Hoffmann / UBA
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